1）齿轮的功用与结构特点
齿轮是各类机械中广泛应用的重要零件，其功用是按规定的速比传递运动和动力。
齿轮结构由于使用要求不同而具有不同的形状，但从工艺角度可将其看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿、斜齿和人字齿轮等；按照轮体的结构形式特点，可将齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、内齿轮、扇形齿轮和齿条等。其中，以盘形齿轮应用最广。
2）圆柱齿轮的技术要求
GB/T 10095—2008将齿轮各项公差分成3组，规定12个等级。3～4级为超精密级，5～6级为精密级，7～8级为普通级，8级以下为低精度级。齿轮传动精度包括4个方面，即传递运动的准确性（运动精度）、传动的平稳性、载荷分布的均匀性（接触精度）及适当的侧隙。齿坯加工要求按照齿轮的精度等级确定。
3）齿轮的材料与毛坯
（1）齿轮材料。齿轮材料根据齿轮的工作条件和失效形式确定。中碳结构钢（如45钢）进行调质或表面淬火，常用于低速、轻载或中载的普通精度齿轮。中碳合金结构钢（如40Cr）进行调质或表面淬火，适用于制造速度较高、载荷较大、精度较高的齿轮。渗碳钢（如20Cr、20CrMnTi等）经渗碳后淬火，齿面硬度可达58～63 HRC，而芯部又有较好的韧性，既耐磨又能承受冲击载荷。这种材料适于制作高速、中载或具有冲击载荷的齿轮。氮化钢（如38CrMoAlA）经氮化处理后，比渗碳淬火齿轮具有更高的耐磨性与耐蚀性。由于变形小，可以不磨齿，因此常用于制作高速传动的齿轮。铸铁及其他非金属材料（如胶木与尼龙等），这些材料强度低，容易加工，适于制造轻载荷的传动齿轮。
（2）齿轮的毛坯。齿轮毛坯的制造方式取决于齿轮的材料、结构形状、尺寸大小、使用条件及生产类型等因素。齿轮毛坯形式有轧钢件、锻件和铸件。一般尺寸较小、结构简单而且对强度要求不高的钢制齿轮可采用轧制棒料做毛坯。强度、耐磨性和耐冲击性要求较高的齿轮多采用锻钢件，生产批量小或尺寸大的齿轮采用自由锻造，批量较大的中小齿轮采用模锻。尺寸较大且结构复杂的齿轮，常采用铸造毛坯。小尺寸且结构复杂的齿轮常采用精密铸造或压铸方法制造毛坯。
4）齿轮加工方案选择
齿轮加工方案的选择，主要取决于齿轮的精度等级、生产批量和热处理方法等。下面提出齿轮加工方案选择时的几条原则，以供参考。
（1）对于8级及8级以下精度的不淬硬齿轮，可用铣齿、滚齿或插齿直接达到加工精度要求。
（2）对于8级及8级以下精度的淬硬齿轮，需要在淬火前将精度提高一级，其加工方案可采用：滚（插）齿—齿端加工—齿面淬硬—修正内孔。
（3）对于6～7级精度的不淬硬齿轮，其齿轮加工方案：滚齿—剃齿。
（4）对于6～7级精度的淬硬齿轮，其齿形加工一般有两种方案。
①剃—珩磨方案：滚（插）齿—齿端加工—剃齿—齿面淬硬—修正内孔—珩齿。
②磨齿方案：滚（插）齿—齿端加工—齿面淬硬—修正内孔—磨齿。
其中，剃—珩磨方案生产率高，广泛用于7级精度齿轮的成批生产中。磨齿方案生产率低，一般用于6级精度以上的齿轮。
（5）对于5级及5级精度以上的齿轮，一般采用磨齿方案。(www.xing528.com)
（6）对于大批量生产，用滚（插）齿—冷挤齿的加工方案，可稳定地获得7级精度齿轮。
5）高精度齿轮加工工艺特点
（1）定位基准的精度要求较高。以图8-53所示高精密齿轮为例，作为定位基准的内孔，其尺寸精度标注为φ85H5，基准端面的粗糙度较细，为Ra 1.6 μm，它对基准孔的跳动为0.014 mm，这几项均比一般精度的齿轮要求高。因此，在齿坯加工中，除了要注意控制端面与内孔的垂直度外，尚需留一定的余量进行精加工。精加工孔和端面采用磨削，先以齿轮分度圆和端面作为定位基准磨孔，再以孔为定位基准磨端面，控制端面跳动要求，以确保齿形精加工用的精基准的精确度。
图8-53 高精度齿轮
（2）齿形精度要求高。图8-53上标注6-5-5级。为满足齿形精度要求，其加工方案应选择磨齿方案，即滚（插）齿—齿端加工—高频淬火—修正基准—磨齿。磨齿精度可达4级，但生产率低。本例齿面热处理采用高频淬火，变形较小，故留磨余量可缩小到0.1 mm左右，以提高磨齿效率。
6）齿轮加工工艺路线
齿轮根据结构、精度等级及生产批量的不同，其工艺路线也有所不同，但基本工艺路线大致相同，即：备料—毛坯制造—毛坯热处理—齿坯加工—齿形加工—齿部淬火—精基准修正—齿形精加工—终检。渗碳钢齿轮淬火前作渗碳处理。高精度圆柱齿轮加工工艺详见表8-13。
表8-13 高精度圆柱齿轮加工工艺
续表
齿轮加工大致可分为4个阶段。
第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要取决于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准（孔和端面）的精度有着直接的关系，所以这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。
第二阶段是齿形的加工阶段。对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段就是其最后的加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度。所以，这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段，应予以特别注意。
第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。
最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的是修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度值，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较均匀，以便达到精加工的目的。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
